JP2006088315A - 砥石修正器、砥石の製造方法および砥石修正器、砥石 - Google Patents

Abstract

【課題】砥石修正器の修正面および砥石の研磨面の平坦性を向上させ、刃物等への良好な刃付けを可能とする。
【解決手段】砥石修正器の基台２あるいは砥石の基台２として板ガラスを使用し、その上面に蒸着法等により導電性の薄膜２２を形成し、電着法を用いて導電性薄膜上にダイヤモンド等の砥粒層２４の形成をしたことを特徴とするものである。それ故、板ガラスの平坦性を活用し、かつ電着法を用いることで、修正面２１あるいは研磨面の非常に平坦な砥粒層２５を有する砥石修正器１および砥石を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、砥石の研磨面を修正する砥石修正器、および砥石に関するものである。

一般に、砥石の研磨面は、使用により凹形状または凸形状に摩耗してしまう。この研磨面を平坦面に修正するものとして、図５に示すように上記研磨面を研削して平坦面とするのが砥石修正器１である。この砥石修正器には上面に研磨剤を水とともに撒き、砥石の研磨面を上記上面に擦りつけ、研磨剤により上記研磨面を研削して平坦面とする砥石修正器や、あらかじめ砥石の研磨面を研削する面に研磨剤である砥粒を固着しておく砥石修正器が知られている。

前者は、砥石４の研磨面を擦りつける砥石修正器の基台の修正面上に水とともに研磨剤を撒かなければならないが、後者についてはあらかじめ基台の修正面に砥粒を固着させてあるため、水のみを撒くだけで砥石を研磨できる。なお、後者の砥石修正器にあっては、砥粒をあらかじめ基台上に固着させる手段として電着法（たとえば非特許文献１）が知られており、基台面上に沿って比較的厚さの均一な砥粒層を形成できる特徴がある。
工業調査会「機械と工具」第２８巻第１０号（１９８２年）

しかしながら、前者の研磨剤を水とともに撒く砥石修正器の場合は、研磨剤が砥石の研磨面を研磨する砥石修正器の修正面上を自由に移動し、砥粒の分布に偏りができる場合があり、砥石の研磨面の凹凸が大きくなりやすい。他方、後者のニッケル電着法を用いてその上面に前記砥粒を固着して砥粒層を形成した砥石修正器の場合は、電着ができるように基台として導電性材料である例えば鋳鉄や銅合金等の金属を使用するのが通例であるが、前記金属製の基台は、表面を平坦に加工しにくく、基台の上面の凹凸が大きくなってしまう。したがって、その上面に形成される砥粒層の厚さを比較的均一にできても、基台上面の凹凸のために修正面の凹凸は大きなものとなってしまう。

以上のように、従来の砥石修正器を使用した場合、この修正面の凹凸形状が、その上で擦って修正される砥石の研磨面の平坦性を悪くする要因となり、前述の砥石を使って修正した刃物等の刃付けの状態は悪く、良好な切れ味が得られない。

本発明の第１の目的は、上記の課題を解決するためになされたものであり、砥石修正器の基台上面の平坦性を改善することにより、その上に形成される砥粒層上の修正面の平坦性も良くなり、前記砥石修正器を使用して研磨される砥石の研磨面を、よりいっそう平坦にする砥石修正器の製造方法および砥石修正器を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、砥石の基台上面の平坦性を改善することにより、その上に形成される砥粒層上の研磨面を、よりいっそう平坦にする砥石の製造方法および砥石を提供することにある。

請求項１記載の発明は、砥粒層を電着法により形成する砥石修正器において、砥石修正器の基台として板ガラスを使用し、前記板ガラス上面に導電性薄膜を形成し、更に前記導電性薄膜上に電着法によりダイヤモンド砥粒を固着する砥石修正器の製造方法を特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、砥粒層を電着法により形成する砥石において、砥石の基台として板ガラスを使用し、前記板ガラス上面に導電性薄膜を形成し、更に、前記導電性薄膜上に電着法により砥粒層を固着する砥石の製造方法を特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、板ガラスからなる基台と、前記基台上面に被着した導電性薄膜と、前記導電性薄膜上に固着したダイヤモンド砥粒を有する砥粒層とを備えた砥石修正器を特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の砥石修正器において、導電性薄膜の厚さを０．０１μｍ乃至１μｍとしたことを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、板ガラスからなる基台と、前記基台上面に被着した導電性薄膜と、前記導電性薄膜上に固着した砥粒層とを備えた砥石を特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項２記載の砥石において、導電性薄膜の厚さを０．０１μｍ乃至１μｍとしたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明にあっては、表面の平坦な板ガラスの表面に導電性薄膜を形成し、その上に電着層を形成する砥石修正器の製造方法としたことで、板ガラスの特徴である表面の平坦性と電着法の特徴である砥粒層の厚さの均一性を活かした、より平坦な砥石修正器の修正面または砥石の研磨面を製造することができる。

請求項２記載の発明にあっては、板ガラスの表面に導電性薄膜を形成し、その上に電着層を形成する砥石の製造方法としたことで、板ガラスの特徴である表面の平坦性と電着法の特徴である砥粒層の厚さの均一性を活かした、より平坦な砥石の研磨面を製造することができる。

請求項３記載の発明にあっては、本発明に係る砥石修正器を使用して砥石を修正することにより研磨面が平坦な砥石を得ることができるため、当該砥石により研磨された刃物等に良好な刃付けをすることが可能となる。

請求項４記載の発明にあっては、板ガラス上に形成した導電性薄膜の厚さを０．０１μｍ乃至１μｍとしたことで、修正面の平坦度への影響を抑えつつ、板ガラスの特徴である表面平坦性と電着法の特徴である砥粒層の厚さの均一性を活かした修正面のより平坦な砥石修正器を得ることができる。

請求項５記載の発明にあっては、本発明に係る研磨面が平坦な砥石により、研磨された刃物等に良好な刃付けをすることが可能となる。

請求項６記載の発明にあっては、板ガラス上に形成した導電性薄膜の厚さを０．０１μｍ乃至１μｍとしたことで、研磨面の平坦度への影響を抑えつつ、板ガラスの特徴である表面平坦性と電着法の特徴である砥粒層の厚さの均一性を活かした、研磨面のより平坦な砥石を得ることができる。

以下に、本発明の実施の形態を、図１〜図５に基づき説明する。

図１（ａ）は、本発明に係る一実施の形態を示す砥石修正器の断面図である。本図に示すように、本発明に係る砥石修正器１は、基台２として例えば厚さ８ｍｍの板ガラスを使用し、後述する砥石４の研磨面を修正する修正面２１を最上面に備えた構成を有している。また、修正面２１は後述する導電性薄膜２２上に形成された砥石の研磨面を研削可能なダイヤモンド砥粒からなる。なお、本発明においては板ガラスの厚さを８ｍｍとしたが、板ガラスの材質、使用環境に応じて、強度を十分に満たす厚さであれば、いずれの厚さであっても構わない。

前記修正面のダイヤモンド砥粒によって、使用により略凹状または略凸状に摩耗した砥石の研磨面を修正する。つまり、基台の修正面２１上に水を撒き、砥石の研磨面をこの修正面２１に押し当てて、前後、左右、斜め方向に擦ることにより、修正面のダイヤモンド砥粒が砥石の研磨面を研削して平面に修正される。

一方、砥石修正器で修正するような砥石は図４に示すように研磨作用を備えた研磨層４２の下に、研磨作用を備えない木材等からなる基台４３が一体化されて構成されており、研磨層４２の上面及び基台４３の下面が矩形状に形成されている。また、この砥石は少なくとも研磨層がアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）や炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のダイヤモンドやＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）よりも硬度が低い砥粒で構成されている。前記研磨層４２の上面が砥石４の研磨面４１である。この研磨面４１により、包丁、剃刀、挟、のみ、鉋などの刃物などが研磨可能とされる。

ところで、前述のように砥石修正器の基台として板ガラスを用いたのは、該板ガラス表面の平坦性が非常に良好なためである。ちなみに、実測によれば、従来から使用していた鋳鉄製の基台上面の平坦度が２５０ｍｍの長さで１７μｍ、銅合金製の基台上面の平坦度が１４μｍであったのに対し、板ガラスの表面の平坦度は７μｍであり２分の１以下の良好な平坦度であった。したがって、平坦性の良好な板ガラスの表面に導電性薄膜を形成して、その上面に後述する電着法によりダイヤモンド砥粒層を形成することで、修正面の平坦性が良くなるのである。

また、前記のように砥石修正器１には修正面２１にダイヤモンド砥粒２４が設けられるが、このダイヤモンド砥粒２４は、図１（ｂ）に示すように、基台２（板ガラス）の上面に施された導電性薄膜２２上に電着法により固着される。ここで、導電性薄膜２２を前記板ガラス上に成膜するのは、非導電材料である板ガラス上に、ダイヤモンド砥粒２４を包持する電着層２３の形成を可能とするためである。

この導電性薄膜２２は、基台２である板ガラスの上面に例えば銅のような導電性材料を真空蒸着あるいはスパッタリング蒸着、無電解メッキ、焼成膜法等の方法により形成される。この導電性薄膜の厚さは例えば１μｍである。そして、この導電性薄膜の上面にダイヤモンド砥粒を載せた状態で、電着法により電着を施し、形成した電着層２３によりダイヤモンド砥粒２４を包持することによって、当該ダイヤモンド砥粒２４が前記導電性薄膜２２上に固着される。なお、電着手段として本実施例１では、ニッケル電着法を用いたが、同様な結着力を有するものであれば他の電着法であっても構わない。

ところで、前記導電性薄膜の厚さを０．０１μｍ乃至１μｍとすることが望ましい。１μｍを超えて厚くすると、板ガラス上に形成した導電性薄膜の膜厚の均一性が悪くなり、前記した板ガラスの特徴である表面の平坦性の効果が薄れてしまう。一方、０．０１μｍを超えて薄くすると形成された導電性薄膜の電気抵抗の増加が著しく、導電性薄膜内の電位分布が大きくなり、均一な膜厚の電着層が得られないためである。

また、本実施例においてはダイヤモンド砥粒の粒度を＃２７０としたが、＃２７０〜＃５００（粒径φ５４〜φ２９μｍ）の範囲内であればいずれの粒度の砥粒であっても構わない。これは、ダイヤモンド砥粒の粒度が＃２７０（粒径φ５４）を超えて粗くなると、この砥石修正器により研削される砥石の研磨面を粗くし過ぎてしまい、この研磨面によって刃物に良好な刃付けを実施することが困難となる。また、ダイヤモンド砥粒の粒度が＃５００（粒径φ２９μｍ）を超えて細かくなると、ダイヤモンド砥粒の十分な突出量を確保できず、砥石の研磨面の修正（研削）効率が低下してしまうためである。

更に、砥石修正器の修正面２１を構成するダイヤモンド砥粒２４は、電着層２３からの突出量が、電着直後において、平均粒径の０〜４％に設定される。ここで、ダイヤモンド砥粒の突出量が平均粒径の０％の場合でも、実際には、平均粒径よりも大きなダイヤモンド砥粒が、電着層２３の表面から突出している。砥石修正器の修正面によって砥石の修正面を修正する作業中には、砥石の材質であるアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）や炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの砥石の砥粒が脱落し、この脱落した砥粒が修正面の電着層２３を研削して後退させ、ダイヤモンド砥粒を電着層から突出させることとなる。このため、ダイヤモンド砥粒の突出量を上述の範囲に設定することによっても、修正面２１に目詰まりが発生し難く、しかも、砥石の研磨面を修正する過程で、砥石修正器の修正面におけるダイヤモンド砥粒の突出量を、被研削物である砥石の砥粒の粒度に対応した値に最適化できるのである。

また、ダイヤモンド砥粒が設けられた修正面には、図２に示すように修正面側には複数本の貯留溝２６が刻設されている。砥石の研磨面４１が砥石修正器の修正面２１のダイヤモンド砥粒により研削されるときに、この研削された砥石の砥粒を前記貯留溝２６に貯留する役目を果たす。これにより、砥石修正における修正面の目詰まりがより回避され易くなる。
この貯留溝２６の形成は、基台上２の上面に前記導電性薄膜２２を形成した後に砥石の研磨面４１の当接する部位にマスキングを施して、例えばサンドブラストにより約１ｍｍの深さで修正面のほぼ全面に形成される方法、あるいは前記導電性薄膜２２を形成する前にサンドブラスト等により貯留溝を形成する方法のどちらであってもよい。なお、前者の場合、マスキングする部位は電着の便宜上、電気的に導通するように連続的に繋がっていることが望ましい。
ここで、貯留溝の形状は本実施例の形状に限られるものではなく他の形状であっても構わない。また、目詰まりが回避できれば、必ずしも貯留溝を必要とするものではない。
ところで、本実施例においては貯留溝の形成にフィルムレジストとサンドブラストの組合せを用いたが、他の公知の技術、たとえばレジスト方法としてフォトレジスト、紙粘着テープ、布粘着テープ等を用いたり、エッチング方法としてフッ酸等の化学薬品を用いてもよく、貯留溝の深さも目詰まりが回避でき、かつ基台の強度が維持できればいずれの深さであっても構わない。

なお、上述した焼成膜法は、微粒ガラス入りＡｇ導電ペーストを塗布し、塗布後５００〜７００℃に加熱して微粒ガラスを溶融接着させると共に、固化して導電被膜として使う方法であって、この方法によれば、基台２として使用する板ガラスと強力な密着力が得られた。
即ち、ガラス入りＡｇ導電ペーストの主要組成（市販されている奥野製薬工業株式界社製）は、ガラスフリット（ガラス微粉φ２〜４μｍ）５重量％、有機バインダー５５重量％、Ａｇ粉（ミクロン粒径の銀粉）４０重量％であり、ここで、ガラスフリットは、軟化温度５００〜７００℃のビスマス系、亜鉛系、シリカ系組成のガラス微粉末で、板ガラスよりはるかに低い温度で溶解して板ガラスと接合する。
従って、ガラス入りＡｇ導電ペーストをシルク印刷等の塗布手段により基台２として使用する板ガラス上に厚みが５μ〜７μ程度になるように塗布し、５００〜７００℃で約１５分間焼成して導電性薄膜２２を形成する。導電性薄膜２２の形成後、上述と同様、導電性薄膜２２の上面にダイヤモンド砥粒を載せた状態で、電着法により電着を施し、形成した電着層２３によりダイヤモンド砥粒２４を包持することによって、ダイヤモンド砥粒２４が導電性薄膜２２上に固着される。

次に、本発明の他の実施例を、図３を使用し説明する。本実施例２は砥石３に関するものであり、砥石３の基台３１として厚さ８ｍｍの板ガラスを用いた。また、前記基台３１上には導電性薄膜３２が１μｍの厚さで形成され、この導電性薄膜上に砥粒層３３を電着法により形成した。なお、電着手段としては、ニッケル電着法を用い、砥粒としてダイヤモンドを用いている。

なお、砥石３に使用される砥粒は研磨をする刃物などの研削物に応じ、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）またはダイヤモンド等の砥粒が用いられ、砥粒の粒度、あるいは砥粒の電着層からの突出量が適宜選定されるが、電着される砥粒が一層となり、砥石修正器による修正ができないため、特に硬質で摩耗の少ないダイヤモンド砥粒や立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒を用いることが望ましい。

一方、本発明の砥石には実施例１に示した砥石修正器１のような砥粒の貯留溝は刻設しない。刃物等の研磨を目的としており、実施例１の砥石の研磨面の修正時のような被研削物からの脱落する砥粒が存在せず、砥石３自身の砥粒の脱落および摩耗もほとんど無いためである。なお、その他の製造方法、構成については実施例１と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

ところで、上述の実施例１および実施例２ともに汎用の板ガラスを用いて砥石修正器、砥石を製作したが、より高い平坦性を要求される場合にあっては、板ガラスの再研磨加工を行って所定の平坦度となるように形成した後に、同様に砥石修正器または砥石を製作してもよい。通常、板ガラスとして平坦度が１０μｍ以下のものが使用されるが、前記の再研磨加工等を用いて７μｍ以下とすることが望ましい。

また、上述の実施例１および実施例２ともに基台となる板ガラスの形状を略直方体としたが、ガラス破壊強度以下の範囲内であれば、板ガラスの形状を円板状に加工しその上に修正面あるいは研磨面を形成した回転式の砥石修正器または砥石としてもよい。

図１は実施例１の砥石修正器の断面図である。 図２は実施例１の砥石修正器の斜視図である。 図３は実施例２の砥石の断面図である。 図４は砥石の断面図である。 図５は砥石修正器および砥石を示す斜視図である。

符号の説明

１ 砥石修正器
２ 基台
２１ 修正面
２２ 導電性薄膜
２３ 電着層
２４ ダイヤモンド砥粒層
３ 砥石
３１ 基台
３２ 導電性薄膜
３３ 砥粒層
３４ 研磨面
４ 砥石
４１ 研磨面
４２ 研磨層
４３ 基台

Claims (6)

1. 砥粒層を電着法により形成する砥石修正器の製造方法において、砥石修正器の基台として板ガラスを使用し、前記板ガラス上面に導電性薄膜を形成し、更に前記導電性薄膜上に電着法によりダイヤモンド砥粒を固着することを特徴とする砥石修正器の製造方法。
2. 砥粒層を電着法により形成する砥石の製造方法において、砥石の基台として板ガラスを使用し、前記板ガラス上面に導電性薄膜を形成し、更に、前記導電性薄膜上に電着法により砥粒層を固着することを特徴とする砥石の製造方法。
3. 板ガラスからなる基台と、前記基台上面に被着した導電性薄膜と、前記導電性薄膜上に固着したダイヤモンド砥粒を有する砥粒層とを備えたことを特徴とする砥石修正器。
4. 導電性薄膜の厚さを０．０１μｍ乃至１μｍとしたことを特徴とする請求項３記載の砥石修正器。
5. 板ガラスからなる基台と、前記基台上面に被着した導電性薄膜と、前記導電性薄膜上に固着した砥粒層とを備えたことを特徴とする砥石。
6. 導電性薄膜の厚さを０．０１μｍ乃至１μｍとしたことを特徴とする請求項５に記載の砥石。